聚四氟乙烯PPT课件

高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。
不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物 质。
无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入
体内无不良反应。
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聚四氟乙烯的分子结构与聚乙烯(PE)相似,它的H原子被 F原子取代,并且四氟乙烯单体聚合过程中提供不了 C-F 键断裂所需能量,因此产生不了支链结构,形成了具有良 好对称性的螺旋结构。
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聚四氟乙烯产品
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聚四氟乙烯基本特点
耐高温——使用工作温度达250℃。
耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃， 也可保持5%的伸长率。
耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐 强酸强碱、水和各种有机溶剂。
耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。
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表面改性
通过各种预处理的方法使其表面去氟的同时接枝一些极性基团或 聚合物,以提高其粘接性;
利用核/壳型结构使PTFE表面包裹一层表面能相对较高的聚合物, 以使PTFE与其它材料的粘接能力增Baidu Nhomakorabea。
聚四氟乙烯的表面改性方法主要是利用一些物理化学处理方法,如 钠-萘络合物化学改性、低温等离子技术、离子束注入技术等,通 过引入极性基团形成强化表面层、增加界面结合力或者消除弱界 面层来提髙表面活性,再进行接枝处理。
微孔改性PTFE是结构改性的另一种形式,它釆用特殊工艺和方 法在PTFE材料内部形成独立的或贯穿的微孔,通过不同的成型 工艺控制微孔的孔径和形状,这类产品主要用于过滤、密封等 行业。
作为密封材料,微孔PTFE以其较低的密封比压、较好的柔软性
和优异的密封性能,在非金属设备和管道的密封中起到了其它
材料无法取代的密封效果,十分适合应用于要求较低螺栓载荷
或较高变形补偿的密封场合。
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聚四氟乙烯的应用
聚四氟乙烯以其优异的综合性能,在许多领域获得了广泛 应用,如防腐、密封、医疗卫生、过滤材料、航空航天等。
聚四氟乙烯早期的工业用途主要是制作耐热、耐腐烛的 密封垫片,随着聚四氟乙烯研究的不断深入,已研制出聚四 氟乙烯管道、阀门及耐腐烛衬里等。
其中,由于钠-萘络合物化学改性法工艺简单、效果好、成本低使 其成为经典且实用的改性方法。
通过表面改性之后的PTFE材料可以采用普通的粘结复合技术与其 他材料(如橡胶、一般塑料、金属等)粘合,复合制品既保持了PTFE 的优点,又可以充分利用其他材料的高物理机械性能而克服自身的 不足,该技术目前广泛应用于摩擦、润滑、密封、防腐等领域。
聚四氟乙烯结晶模型
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聚四氟乙烯的改性
早期,PTFE的改性主要采用填充改性使聚四氟乙烯基体 材料与填料混合,形成PTFE复合材料,在弥补PTFE自身的 缺陷的同时提高某些特定性能。
20世纪后期,PTFE的广泛应用进一步推动了聚四氟乙烯 改性技术的发展,许多新技术得到发展和应用。目前 PTFE常用改性方法可以分为表面改性、结构改性、填 充改性、化学改性等几大类。
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结构改性
表面改性、填充改性、化学改性等改性方法尽管可以一定 程度上提高PTFE的物理化学性能,但由于其他基团或填料的 引入,对聚四氟乙烯最终的耐介质性能和润滑性能都会造成 不利的影响。
结构改性技术的核心是在聚四氟乙烯成型工艺的改变,在材
料组成成分没有变化的情况下使PTFE呈现出与传统PTFE不 同的微观结构,这些微孔结构使其表现出与传统聚四氟乙烯 差异较大的宏观性能,主要是使其物理机械性能得到提升。 由于材料基本组成没有改变,因此其耐介质性能等不受任何 影响。
结构改性主要包括膨体PTFE和微孔PTFE两类。
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PTFE分散树脂的结晶呈折叠链排列,在一定温度(小于327°C)和 拉伸速率作用下折叠着的分子链可被拉成纤维状结构,纤维状 分子链相交成为纤维节点,纤维与节点之间的孔隙就是微孔。
这种通过拉伸成型工艺使制品内含有大量微孔而膨化的制品 就是膨体 PTFE (EPTFE)。
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聚四氟乙烯特性
聚四氟乙烯部分结晶,它的晶体大小由聚四氟乙烯的型号 规格和溶体的模压烧结工艺决定。
缓慢冷却时结晶晶体粗大,但是结晶带条纹间的间隔与冷却 速度无关。
当晶体受力时结晶区域易发生带状剪切滑动,因此聚四氟乙 烯存在机械性能较差、易蠕变、不耐磨等缺点。
因此,目前对聚四氟乙烯的研究也都在于集中于通过对其分 子结构和组成的分析,采用适当的方法对其进行改性,使其 相关机械性能得以提高。
聚四氟乙烯的分子构型
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在聚四氟乙烯分子中,由于C-H键键能较C-F键键能低,且氟 原子核对核外电子及成键电子云的束缚强,同时氟原子直 径远大于氢原子,这使聚四氧乙烯具有独特的螺旋构象。
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PTFE螺旋构象
独特的螺旋结构恰好保护了聚四 氟乙烯碳链骨架,同时氟原子具有极 高的化学惰性,使聚四氟乙烯成为表 面能最低、耐化学腐烛最优异的聚 合物。由于碳-氟键极其牢固,相邻氟 原子之间的范德华斥力较大,TFE单 体具有的完美对称性使聚四氟乙烯 具有较多优异性能的同时也造成一 些固有缺陷。而且,由于聚四氟乙烯 聚合过程中,产生不了支链,使得它具 有较高的结晶度,这使其加工也相对 困难。
聚四氟乙烯
基本特点 分子构型 螺旋构象 特性 表面改性和结构改性 广泛应用
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聚四氟乙烯
聚四氟乙烯（PTFE）是氟塑料中最先进、运用最广泛的 树脂之一。在机械、化学化工、宇航和军事领域有巨大的 应用价值。但因其独特的结构,也有一些固有缺陷,特别是 其抗蠕变性差、易冷流、回弹性差、不耐磨、不导电、不 导热、线膨胀系数大等。
因此,深入研究聚四氟乙烯的结构和物化特性,特别是通 过化学、物理改性以研制开发综合性能优异的新型PTFE材 料,已成为目前聚四氟乙稀研究和发展的主要方向。
填充改性作为聚四氟乙烯最常用的改性方法之一,其填 充工艺、填料品质以及填料与聚四氟乙烯基体树脂的结合, 是改善和提高聚四氟乙烯性能的关键。